解密甲型流感病毒

文│金毅力 唐建军

解密甲型流感病毒

文│金毅力 唐建军

自古以来，人类同传染病之间的搏斗从来就没有停止过。

历史上的鼠疫、天花、霍乱等疾病曾夺去了千万人的生命。还有近几十年来新出现的艾滋病（AIDS）、埃博拉、登革热，以及前几年刚刚肆虐全球的急性非典型肺炎（SARS），无不给人类带来了深重的灾难。

然而，就在我们积极应对这些令人头疼的传染病时，一个似乎略为被遗忘的“老敌人”——流感，正悄悄地积蓄着可怕的力量，在最近几年挟着卷土重来之势，打了我们一个措手不及。因此，对这个“老敌人”的重新审视是很有必要的。

流行性感冒（Influenza），简称“流感”，是一种急性呼吸道传染病。流感主要通过飞沫传播，其典型临床特点是急起高热、全身疼痛、软弱乏力。亦有部分慢性病患者可出现下呼吸道合并症，以及心肌炎、肌炎、脑炎等并发症，严重的甚至会威胁到生命。

近百年来，流感暴发引起多次世界性大流行，其中发生在20世纪的“西班牙流感”，更是夺去了几千万人的生命。而引起这些灾难的“罪魁祸首”就是流行性感冒病毒（Influenzaviruses）。

流感病毒属正黏液病毒科，就像其他病毒一样，不具有细胞结构，只能寄居在宿主细胞中才能完成生命代谢过程，几乎是地球上最简单的生命体。然而，“麻雀虽小，五脏俱全”，借助电子显微镜的镜头，科学家们发现在流感病毒简单生命体下却披着“美丽”的外衣：病毒颗粒可根据家族和传代的不同，呈现出球形、丝状等多种体型，但通常为球形，直径为80～120纳米，有囊膜，表面粗糙，并布满了两种糖蛋白成分的刺突，其长度约为16纳米。这两种刺突一种呈柱状，被称为血球凝集素（Hemagglutinin，HA）。另一种为蘑菇状，被叫作神经氨酸酶（Neuraminidase，NA）。

根据核蛋白和膜蛋白的抗原性不同，可以将流感病毒分为甲（A）、乙（B）、丙（C）三种类型。这三种流感病毒在宿主中分布各异，存在宿主范围限制性。

乙型流感病毒过去一直被认为只感染人的呼吸道，且引起的流行规模很小。但是荷兰科学家曾经报道了在荷兰海滩的海豹身上分离到了乙型流感病毒；丙型流感病毒的宿主只包括人和猪，极少引起流行。甲型流感病毒宿主范围广泛，包括各种野生水禽、家禽、猪、马、海洋哺乳动物、人等。这三种流感病毒对人类危害最大的正是甲型流感病毒。

在甲型流感病毒的内部存在八条负链单股RNA，编码10种功能蛋白，分别是多聚酶（Polymerase）PB1、PB2、PA，HA，NA，核蛋白（Nucleoprotein，NP），基质蛋白（Matrixprotein）M1和 M2，以及两个非结构蛋白（Nonstructural Protein）NS1和 NS2（图）。如果说把甲型流感病毒颗粒比喻成人体的话，那么，NP、PB1、PB2、PA 和RNA共同构成了负责繁衍子孙后代的“生殖系统”:它们紧密地结合在一起形成核酸蛋白（RNP）复合体，主要负责病毒自身的复制、信使RNA（mRNA）的转录和互补RNA（cRNA）的合成等；M1 蛋白位于膜脂的内表面，如同联系人体内脏与体表的“肌肉和血液”，起着沟通RNP和病毒颗粒外壳的作用；M2蛋白镶嵌在病毒颗粒外表面上，相当于人体的“呼吸系统”和“消化系统”，负责病毒与外界环境的离子和营养交换；NS2蛋白被认为是一种非结构蛋白，但是在病毒颗粒中少量存在并起着将新合成的遗传物质向外输出的作用；只有NS1蛋白才称得上是严格意义上的非结构蛋白，它并不属于病毒颗粒的“包装成分”，而是类似于人体的大脑、神经和内分泌激素，对病毒的许多生命活动起着调节作用；HA和NA则担任病毒的“脸蛋”，负责与外界直接交流和接触：在流感病毒入侵宿主后所引发的保护性免疫反应中，抗体就是根据HA和NA来识别相应抗原，并与之发生中和反应。

甲型流感病毒又可根据HA和NA的抗原性不同，进一步分成多种亚型。HA和NA的基因很容易发生变异，因此造成了其蛋白产物的广泛差异性。迄今人类共鉴定出了16种不同的HA亚型（H1~H16）和9种不同的NA亚型（N1~N9）。甲型流感病毒的一个H亚型，理论上可与任何一个不同的N亚型组配，其名称通常以HA与NA两个亚型并列形式表示（如H1N1、H5N1等）。

由于流感病毒RNA聚合酶无阅读校正功能，所以在复制过程中易产生点突变（每个复制循环大约1/104个碱基），这种微小的遗传改变导致了HA和NA蛋白的氨基酸改变，从而引起“抗原漂移”。另一方面，由于流感病毒基因组的节段性，当两株或多株病毒感染相同细胞时容易发生RNA片段间的重组，导致大的遗传变异，即抗原转变，产生新的病毒亚型。前者会造成流感的季节性流行，而后者被认为与流感世界范围内的大流行密切相关。

这次在世界范围内引起“轩然大波”的甲型H1N1流感病毒，经过科学家的最新研究，发现其基因来源于它的一些“亲属”基因的变异，这其中就包含了人H3N2型流感病毒、北美禽流感病毒和典型猪流感病毒。

一些重要的中间宿主为甲型流感病毒的“善变”提供了重要的平台。野生水禽是甲型流感病毒的天然宿主，由于存在甲型流感病毒的所有亚型而被认为是基因库。种系变异的研究结果表明，所有哺乳动物的流感病毒均来源于禽类。猪是既可感染人流感病毒又可感染禽流感病毒，并能使之在体内发生基因重组的“混合器”。这主要是由于猪呼吸道上皮细胞表面同时存在既能感染人流感病毒的受体（SA-α-2,6Gal）和又能感染禽流感病毒的受体（SA-α-2,3Gal）。

小小流感病毒，拥有美丽的外表，频频重组变异，贻害人类无穷。尽管人类通过研制疫苗等手段来预防和控制流感，可迄今还未找到有效办法与之抗争。但随着科学研究的不断深入和人类自身的努力，相信总有一天我们能够找到更好的办法对付它，将其纳入可控范围并尽量降低危害性，甚至可以让它为人类服务。